Los astrónomos resuelven el misterio centenario de la supernova observada en 1181

Zoom / Imagen en mosaico del Telescopio Espacial Hubble de la Nebulosa del Cangrejo, el remanente que se expande a más de seis años luz de la explosión de supernova de una estrella en 1054 d.C.

NASA / Agencia Espacial Europea / J. Hester y A. Loll (Universidad Estatal de Arizona

En agosto de 1181, astrónomos de China y Japón presenciaron una brillante “estrella invitada” en el cielo nocturno que ahora sabemos que era una supernova, una de las pocas supernovas registradas en nuestra Vía Láctea que era visible a simple vista. Brilló intensamente durante seis meses completos antes de desaparecer. Los astrónomos no han podido identificar los restos de la fuente de SN 1181 durante siglos, y estos detalles son importantes para determinar a qué clase pertenece la supernova. Ahora, un equipo internacional de astrónomos cree haber identificado esta fuente como una de las estrellas más calientes de la galaxia dentro de la nebulosa Pa30, según nuevo papel Publicado en Astrophysical Journal Letters.

como somos escribió anteriormenteSe conocen dos tipos de supernovas, dependiendo de la masa de la estrella original. Se produce una explosión de supernova con núcleo de hierro con estrellas enormes (más de diez masas solares), que colapsan con tanta fuerza que provocan una explosión masiva y catastrófica. Las temperaturas y presiones se vuelven tan altas que el carbono del núcleo de la estrella comienza a fusionarse. Esto detiene la ruptura del núcleo, al menos temporalmente, y este proceso continúa, una y otra vez, con núcleos atómicos progresivamente más pesados. Cuando el combustible finalmente se agota, el núcleo de hierro (para entonces) colapsa en un agujero negro o una estrella de neutrones.

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Luego hay una supernova termonuclear. Las estrellas más pequeñas (hasta unas ocho masas solares) se enfrían gradualmente para convertirse en densos núcleos de ceniza conocidos como enanas blancas. Si una enana blanca que se ha quedado sin combustible nuclear es parte de un sistema binario, puede extraer materia de su compañero, agregando masa hasta que su núcleo alcance temperaturas lo suficientemente altas como para que se produzca la fusión del carbono.

También existen tipos raros de supernovas. Entre las más antiguas y famosas de las “estrellas invitadas” fueron registradas por los astrónomos chinos alrededor del 4 de julio de 1054. Permanecieron visibles a plena luz del día durante 23 días. Los restos ahora están formados Nebulosa del Cangrejo. Algunos asumieron que SN 1054 Fue una supernova llamada “captura de electrones”, descrita por primera vez hace unos 40 años.

Si este es realmente el caso, SN 1054 tiene un primo del siglo XXI. en junio, informenos Ese equipo de astrónomos haber instalado Una segunda supernova reciente, llamada SN 2018zd, cumple con todos los criterios para una supernova capturadora de electrones. En este escenario, la estrella no es lo suficientemente pesada como para producir una supernova que colapse un núcleo de hierro, pero no es lo suficientemente liviana para evitar que su núcleo colapse por completo. En cambio, estas estrellas detienen el proceso de fusión cuando sus núcleos están hechos de oxígeno, neón y magnesio. En este escenario, los electrones devoran el neón y el magnesio en el núcleo, haciendo que el núcleo se doble por su propio peso. El resultado final es una supernova.

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Según este nuevo análisis, SN 1181 parece pertenecer a otra clase relativamente rara conocida como Tipo Iax. Está relacionado con Escribe una categoría Ia, donde la supernova es el resultado de un sistema estelar binario donde una de las dos estrellas es una enana blanca. Una enana blanca generalmente extrae hidrógeno y helio de su estrella compañera, finalmente alcanza una masa crítica y explota, destruyendo a la enana blanca en el proceso. Pero hay casos, como con SN 2012Z, donde una enana blanca solo pierde la mitad de su masa y se queda atrás estrella zombie como el resto.

Imágenes en falso color de la estrella de Parker y la nebulosa Pa30, que los científicos ahora creen que están vinculadas a informes de una supernova vista en 1181.
Zoom / Imágenes en falso color de la estrella de Parker y la nebulosa Pa30, que los científicos ahora creen que están vinculadas a informes de una supernova vista en 1181.

Andreas Ritter y otros, 2021

“SN 1181 ha sido hasta ahora la única supernova histórica que queda en el último milenio sin una contraparte específica”, escribieron los autores. Durante años, el remanente candidato más probable ha sido un púlsar de radio y rayos X conocido como 3C-58, que actualmente gira unas 15 veces por segundo. Esto significa que el púlsar no ha perdido mucha energía giratoria en los últimos 900 años. Por el contrario, el remanente de SN 1054, la Nebulosa del Cangrejo, perdió casi dos tercios de su energía de rotación. Según los estudios de radio recientes de 3C-58, es probable que el púlsar sea mucho más antiguo que SN 1181 y, por lo tanto, no puede ser el resto.

Adéntrate en la nebulosa en forma de disco Pa30, que los astrónomos descubrieron por primera vez en 2013. Pa30 está rodeada por una nebulosa rara y masiva. Lobo wright La estrella conocida como Parker’s Star. Los autores determinaron que el polvo y el gas en Pa30 se expanden a más de 1.100 km / seg, y el equipo utilizó esta velocidad para derivar la edad de la nebulosa: unos 1.000 años. Esto lo convierte en un excelente candidato para el resto de SN 1181.

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Los informes históricos colocan a la estrella invitada entre dos constelaciones chinas, Quanxi y Huagai. Parker Star encaja bien en la situación “. El coautor Albert Zijlstra dijo de la Universidad de Manchester. “Esto significa que la edad y el lugar corresponden a los eventos de 1181”.

Los astrónomos habían planteado previamente la hipótesis de que Pa30 y la estrella de Parker eran el resultado de la colisión y posterior fusión de dos estrellas enanas blancas, produciendo una supernova de tipo Iax, Zijlstra. et al.Nuestros hallazgos están en línea con esta hipótesis. “Sólo alrededor del 10 por ciento de las supernovas son de este tipo y no se comprenden bien”. Zigglestra dijo. “El hecho de que SN1181 fuera débil pero se desvaneció muy lentamente se ajusta a este género. Es el único evento como este en el que podemos estudiar tanto la nebulosa restante como la estrella fusionada, así como obtener una descripción de la explosión en sí. Es bueno poder para resolver un misterio histórico y astronómico “.

DOI: The Astrophysical Journal Letters, 2021. 10.3847 / 2041-8213 / ac2253 (Acerca de los DOI).

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